理論段階の数を計算することは、蒸留、吸収、剥離などの分離プロセスの設計に不可欠です。 目的の分離効率を達成するために必要な平衡ステップの最小数を決定するのに役立ちます。 この記事では、一般的なテクニックを議論し、理論段階を計算するための例を提供します。

理論段階の計算方法

分離プロセスに必要な理論段階の数を推定するために、いくつかの方法が使用されます。最も一般的な技術には、McCabe-ThieleメソッドとFenskeの式が含まれます。これらの方法は、正確な見積もりを提供するための平衡データと材料バランスに依存しています。

マッカベ・チアレ法

McCabe-Thiele メソッドは、図上の操作線と平衡曲線をプロットするグラフィカルで、これには主にバイナリ蒸留に使用されます。手順には、平衡曲線、整形および剥離線を描画し、これらの行間のステージをステップオフして、理論的なステージの合計数を確認します。

仏式 仏式

Fenske の式は、総 reflux の最小数のステージの直接計算を提供します。次のように表現されます。

[]Nmin[]]] = ログ((]])] / (1 - x]]D]))) / (x[B] / ((1 - xB)])]B[[[FLT]]]]])/ [[[FLT]]]]]]/ [[[FLT]]]]]]]/[[[[[[[FLT]]]]]]]]]]/[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[FLT]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]/[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

x]Dと]x]B]は、蒸留と底のより揮発性成分の分子分岐であり、それぞれ、αは相対的な揮発性です。

計算例

蒸留プロセスは、0.95の蒸留モルの分数と0.05の底の分子分数で混合物を分離します。 相対的な揮発性(α)は2.0です。 Fenskeの式を使用して:

[Nmin[]]] = ログ((0.95 / 0.05) / (0.05 / 0.95) / ログ(2.0) 4.32

ステージの最小数は5段階程度です。実際の設計では、不効率性を考慮に入れる段階がもっと必要です。